DE102014201382A1

DE102014201382A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems und Fahrerassistenzsystem

Info

Publication number: DE102014201382A1
Application number: DE102014201382.8A
Authority: DE
Inventors: Lutz Buerkle; Thomas Maurer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2015-07-30
Also published as: US9283987B2; US20150210311A1; CN104802796A; US20160152269A1; US9527529B2; CN104802796B

Abstract

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems und ein Fahrerassistenzsystem. Das Verfahren umfasst die Schritte: Bestimmen (S01) einer aktuellen Position eines Fußgängers (FG) in einer Umgebung des Fahrzeugs (F); Bestimmen (S02) eines ersten aktuellen Bewegungszustands des Fußgängers (FG); Bestimmen (S03) eines zweiten aktuellen Bewegungszustands des Fahrzeugs (F); Berechnen (S04) einer Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers (FG), wobei die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung eine Funktion der Zeit und des Raums ist und auf einem Fußgänger-Bewegungsmodell in Verbindung mit der bestimmten aktuellen Position des Fußgängers (FG) und dem bestimmten aktuellen Bewegungszustand des Fußgängers (FG) basiert; Berechnen (S05) einer Trajektorie (T), basierend auf der berechneten Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers (FG) und dem zweiten aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugs (F), mit einer minimalen Kollisionswahrscheinlichkeit für das Fahrzeug (F) und den Fußgänger (FG); und Betreiben (S09) des Fahrerassistenzsystems (10) des Fahrzeugs (F) basierend auf der berechneten Trajektorie (T).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeug und ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug.
Stand der Technik
Moderne Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, verfügen häufig über Fahrerassistenzsysteme um den Fahrer in schwierigen oder belastenden Fahrsituationen zu unterstützen. Solche Fahrerassistenzsysteme können auch dazu dienen, Unfälle des Fahrzeugs zu vermeiden oder die Schwere eines unvermeidbaren Unfalls zumindest zu verringern.
In der DE 10 2004 008 894 A1 ist ein Sicherheitssystem für ein Fortbewegungsmittel sowie ein hierauf bezogenes Verfahren beschrieben, welches ein vom Führer des Fortbewegungsmittels eingeleitetes Ausweichmanöver bei Annäherung an ein Hindernis unterstützt und so einen Unfall durch Kollision vermeidet. Eine Auswertungseinheit des Sicherheitssystems ermittelt mindestens eine Fahrvariante, insbesondere mindestens eine Ausweichtrajektorie und/oder mindestens einen automatischen Notbremsvorgang aus von einer Erfassungseinheit erfassten internen und externen Bedingungen. Bei oder nach Einleiten eines Fahrmanövers, insbesondere eines Ausweichmanövers oder eines Notbremsmanövers, durch den Führer des Fortbewegungsmittels kann die Auswertungseinheit dieses Fahrmanöver in optimierter Form vorgeben, unterstützen und/oder vorschlagen.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.
Demgemäß ist vorgesehen ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeug mit den Schritten: Bestimmen einer aktuellen Position eines Fußgängers in einer Umgebung des Fahrzeugs; Bestimmen eines ersten aktuellen Bewegungszustands des Fußgängers; Bestimmen eines zweiten aktuellen Bewegungszustands des Fahrzeugs; Berechnen einer Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers, wobei die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung eine Funktion der Zeit und des Raums ist und auf einem Fußgänger-Bewegungsmodell in Verbindung mit der bestimmten aktuellen Position des Fußgängers und dem bestimmten aktuellen Bewegungszustand des Fußgängers basiert; Berechnen einer Trajektorie, basierend auf der berechneten Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers und dem zweiten aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugs, mit einer minimalen Kollisionswahrscheinlichkeit für das Fahrzeug; und Betreiben des Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs basierend auf der berechneten Trajektorie.
Alle Schritte, insbesondere das Berechnen der Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung, können einmalig, vorteilhafter Weise aber regelmäßig, bevorzugter Weise kontinuierlich durchgeführt werden.
Das Verfahren kann insbesondere dann durchgeführt werden, wenn eine potentiell gefährliche Situation detektiert wird, beispielsweise wenn sich der Fußgänger im Fahrschlauch bzw. in der gegenwärtigen Trajektorie des Fahrzeugs befindet oder sich aufgrund seiner Bewegungsrichtung zeitgleich mit dem Fahrzeug dort befinden wird.
Weiterhin ist vorgesehen ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug mit: einer Fußgänger-Detektionseinrichtung zum Bestimmen einer aktuellen Position eines Fußgängers in einer Umgebung des Fahrzeugs; einer ersten Bewegungszustand-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines ersten aktuellen Bewegungszustands des Fußgängers; einer zweiten Bewegungszustand-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines zweiten aktuellen Bewegungszustands des Fahrzeugs; einer ersten Recheneinrichtung zum Berechnen einer Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers, wobei die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung eine Funktion der Zeit und des Raums ist und auf einem Fußgänger-Bewegungsmodell in Verbindung mit der bestimmten aktuellen Position des Fußgängers und dem bestimmten aktuellen Bewegungszustand des Fußgängers basiert; einer zweiten Recheneinrichtung zum Berechnen einer Trajektorie, basierend auf der berechneten Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers und dem zweiten aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugs, mit einer minimalen Kollisionswahrscheinlichkeit für das Fahrzeug; und einer Steuereinrichtung zum Betreiben des Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs basierend auf der berechneten Trajektorie.
Die Bewegungszustand-Bestimmungseinrichtungen und/oder die Fußgänger-Detektionseinrichtung können voneinander verschieden oder ganz oder teilweise miteinander identisch sein und können beispielsweise Kameraeinrichtungen, etwa Stereo-Video-Kameraeinrichtungen, Laserscanner u.a. umfassen.
Vorteile der Erfindung
Die der vorliegende Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass unter Berücksichtigung von konkreten Bewegungsmodellen für Verkehrsteilnehmer Trajektorien für ein Fahrzeug als Verkehrsteilnehmer berechnet werden können, welche ein Unfallrisiko minimieren und/oder die Schwere eines Unfalls vermindern können. Solche Trajektorien können als optimale Trajektorien bezeichnet werden.
Insbesondere können ein Fußgänger-Bewegungsmodell und/oder ein Fahrzeug-Bewegungsmodell verwendet werden, welche physische, statistische und/oder psychologische Elemente umfassen können. Physische Elemente eines Fußgänger-Bewegungsmodells können beispielsweise darin bestehen, dass in dem Fußgänger-Bewegungsmodell festgelegt ist, mit welcher Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung sich ein Fußgänger, abhängig etwa von seiner derzeitigen Ausrichtung, in sämtliche Richtungen bewegen kann. Die Bewegungsgeschwindigkeit in einer Rückwärtsrichtung ist üblicherweise geringer als eine Bewegungsgeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung.
Statistische und psychologische Elemente eines Fußgänger-Bewegungsmodells können beispielsweise umfassen, dass ein Fußgänger, welcher sich im Vorwärtsgehen befindet, nur mit geringer Wahrscheinlichkeit etwa einen abrupten Sprung nach hinten durchführen wird. Es kann in dem Fußgänger-Bewegungsmodell auch festgelegt sein, dass der Fußgänger, wenn er sich im Stillstand befindet, sich zunächst eher mit einer geringeren als mit einer höheren Geschwindigkeit fortbewegen wird. Weiterhin kann auch berücksichtigt werden, dass Fußgänger aus psychologischen Gründen etwa dazu neigen, Hindernisse in einem bestimmten Drehsinn und/oder in einem bestimmten Abstand zu umgehen und/oder zu überspringen, oder dass Fußgänger auf bestimmte Verkehrssituationen stets beispielsweise durch Stehenbleiben reagieren.
Insbesondere in den statistischen und/oder psychologischen Elementen unterscheidet sich das Fußgänger-Bewegungsmodell stark von dem Fahrzeug-Bewegungsmodell.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Betreiben des Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs derart, dass das Fahrzeug mittels des Fahrerassistenzsystems entlang der berechneten Trajektorie gelenkt wird. Somit kann die berechnete Trajektorie besonders effizient und genau durch das Fahrzeug befahren werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst der erste aktuelle Bewegungszustand des Fußgängers Informationen über eine Ausrichtung, eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, ein Stehen, ein Gehen und/oder ein Laufen. Hierdurch kann eine besonders akkurate Prädiktion, das heißt Berechnung der zukünftigen Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung, erfolgen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird weiterhin ein erstes individuelles Merkmal des Fußgängers erfasst. Das Berechnen der Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers, das Berechnen der Trajektorie des Fahrzeugs und/oder Betreiben des Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs kann weiterhin basierend auf dem erfassten ersten individuellen Merkmal des Fußgängers erfolgen. Beispielsweise kann mittels einer Kameraeinrichtung des Fahrzeugs und einer Kamerabild-Auswerteeinrichtung des Fahrzeugs ermittelt werden, dass der Fußgänger an einer Krücke geht oder ein hohes Alter aufweist. Das Fußgänger-Bewegungsmodell des Fußgängers kann dementsprechend ausgewählt und/oder angepasst werden, etwa indem höheren Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen des Fußgängers geringere Wahrscheinlichkeiten zugeordnet werden. Das Fahrerassistenzsystem kann zum Erfassen des ersten individuellen Merkmals eine erste Merkmals-Bestimmungseinrichtung aufweisen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren die weiteren Schritte: Bestimmen einer weiteren aktuellen Position eines weiteren Fahrzeugs; Bestimmen eines dritten aktuellen Bewegungszustands des weiteren Fahrzeugs; und Berechnen einer weiteren Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des weiteren Fahrzeugs, wobei die weitere Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung eine Funktion der Zeit und des Raums ist und auf einem Fahrzeug-Bewegungsmodell in Verbindung mit der bestimmten weiteren aktuellen Position des weiteren Fahrzeugs und dem bestimmten dritten aktuellen Bewegungszustand des weiteren Fahrzeugs basiert; wobei das Berechnen der Trajektorie weiterhin auf der berechneten weiteren Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des weiteren Fahrzeugs basiert. Somit kann auch das prädizierte Verhalten weiterer Verkehrsteilnehmer bei der Berechnung der Trajektorie berücksichtigt werden, auf welche Bewegungsmodelle besser zutreffen, welche sich von dem Fußgänger-Bewegungsmodell unterscheiden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird weiterhin ein zweites Merkmal des weiteren Fahrzeugs erfasst. Das Berechnen der weiteren Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des weiteren Fahrzeugs, das Berechnen der Trajektorie und/oder das Betreiben des Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs können weiterhin basierend auf dem erfassten zweiten Merkmal des weiteren Fahrzeugs erfolgen. Beispielsweise kann das zweite Merkmal ein Fahrzeugmodell und/oder einen Fahrzeugtyp des weiteren Fahrzeugs umfassen. Es kann etwa eine maximale Beschleunigung eines bestimmten Fahrzeugtyps in einer Datenbank des Fahrerassistenzsystems hinterlegt sein.
Wird, etwa mittels einer Kameraeinrichtung des Fahrzeug und einer Kamerabild-Auswerteeinrichtung des Fahrzeugs, ermittelt, dass das weitere Fahrzeug den bestimmten Fahrzeugtyp aufweist, kann das für das weitere Fahrzeug verwendete Fahrzeug-Bewegungsmodell entsprechend gewählt und/oder angepasst werden. u
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Berechnen der Trajektorie mittels einer Potentialfeldmethode, wonach ein Zielpunkt des Fahrzeugs eine anziehende Kraft ausübt und die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers eine abstoßende Kraft ausübt. Hierdurch kann das Berechnen der Trajektorie mit besonders geringem technischen und Ressourcenaufwand erfolgen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird die Umgebung des Fahrzeugs in einer Grid-Darstellung modelliert, wobei die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers eine zeitabhängige Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Fußgängers in jeder einer Vielzahl von Zellen der Grid-Darstellung angibt. Die Trajektorie kann zu einem bestimmten Zeitpunkt durch solche Zellen führbar sein, in welchen die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeit des Fußgängers und/oder des weiteren Fahrzeugs an dem bestimmten Zeitpunkt kleiner oder gleich einem vorbestimmbaren Schwellenwert ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst das Fahrerassistenzsystem eine Lenkungseinrichtung zum Lenken des Fahrzeugs entlang der berechneten Trajektorie. Bei der Lenkungseinrichtung kann es sich um eine aktive Lenkung, beispielsweise mit der Möglichkeit für eine Lenkmomentenüberlagerung, und/oder eine aktive Bremse handeln.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Darstellung einer Verkehrsszene zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 einen beispielhaften Graphen mit mehreren Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilungen zu einem bestimmten Zeitpunkt t’ als Funktion der x-Koordinate;
4 eine schematische Darstellung einer Verkehrsszene in Grid-Darstellung; und
5 ein schematisches Blockschaltbild eines Fahrerassistenzsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der Beschreibung der 1 wird auch auf die nachfolgenden 2 bis 5 und darin auftretende Bezugszeichen verwiesen. Die Nummerierung von Verfahrensschritten durch Bezugszeichen dient nur der Übersichtlichkeit und soll keine zeitliche Reihenfolge implizieren, soweit nicht explizit anders angegeben. Insbesondere können zwei oder mehr Verfahrensschritte auch gleichzeitig stattfinden.
In einem Verfahrensschritt S01 wird eine aktuelle Position eines Fußgängers FG in einer Umgebung des Fahrzeugs F bestimmt. Dazu kann eine Fußgänger-Detektionseinrichtung 12 in einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem 10 vorgesehen sein, welche zum Bestimmen S01 der aktuellen Position des Fußgängers FG in der Umgebung des Fahrzeugs F geeignet ist, siehe 5.
In einem Verfahrensschritt S02 wird ein erster aktueller Bewegungszustand des bestimmten Fußgängers FG bestimmt. Dazu kann in dem Fahrerassistenzsystem 10 eine erste Bewegungszustand-Bestimmungseinrichtung 14 ausgebildet sein, siehe 5.
Der erste aktuelle Bewegungszustand des Fußgängers FG kann Informationen über eine Ausrichtung, eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, ein Stehen, ein Gehen und/oder ein Laufen des Fußgänger FG umfassen.
In einem Verfahrensschritt S03 wird ein zweiter aktueller Bewegungszustand des Fahrzeugs F bestimmt. Dazu kann in dem Fahrerassistenzsystem 10 eine zweite Bewegungszustand-Bestimmungseinrichtung 16 ausgebildet sein, siehe 5.
Der zweite aktuelle Bewegungszustand des Fahrzeugs F kann Informationen über eine Ausrichtung, eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, ein Stehen und/oder ein Bewegen des Fahrzeugs F umfassen. Solche Informationen können beispielsweise aus einem Navigationsgerät des Fahrzeugs F stammen. Die zweite Bewegungszustand-Bestimmungseinrichtung 16 kann somit ein Navigationssystem sein oder mit einem solchen Navigationssystem des Fahrzeugs F verbunden sein und von diesem Informationen erhalten und/oder an dieses Informationen übermitteln.
In einem Schritt S04 wird eine Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers FG berechnet. Die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung ist eine Funktion der Zeit und des Raumes und basiert auf einem Fußgänger-Bewegungsmodell in Verbindung mit der bestimmten aktuellen Position des Fußgängers FG und dem bestimmten aktuellen Bewegungszustand des Fußgängers FG. Zum Berechnen S04 der Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers FG kann eine erste Recheneinrichtung 18 in dem Fahrerassistenzsystem 10 ausgebildet sein, siehe 5.
In einem Verfahrensschritt S05 wird eine Trajektorie T mit einer minimalen Kollisionswahrscheinlichkeit für das Fahrzeug F berechnet. Die Trajektorie T wird basierend auf der berechneten Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung P_FG des Fußgängers FG und weiterhin basierend auf dem zweiten aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugs F berechnet. Zum Berechnen S05 der Trajektorie T kann eine zweite Recheneinrichtung 20 in dem Fahrerassistenzsystem 10 für das Fahrzeug F ausgebildet sein, siehe 5.
In einem Verfahrensschritt S06 wird eine weitere aktuelle Position eines weiteren Fahrzeugs GV bestimmt. Zusätzlich können auch andere, beispielsweise stehende Hindernisse, bestimmt werden. Dazu kann eine Fahrzeug-Detektionseinrichtung 24 in dem Fahrerassistenzsystem 10 ausgebildet sein, siehe 5.
In einem Verfahrensschritt S07 wird ein dritter aktueller Bewegungszustand des weiteren Fahrzeugs GV bestimmt. Dazu kann in dem Fahrerassistenzsystem eine dritte Bewegungszustand-Bestimmungseinrichtung 26 ausgebildet sein, siehe 5. Der dritte aktuelle Bewegungszustand des weiteren Fahrzeugs GV kann dieselben, weniger oder auch mehr Informationen umfassen als der zweite aktuelle Bewegungszustand des Fahrzeugs F.
In einem Verfahrensschritt S08 wird eine weitere Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des weiteren Fahrzeugs GV berechnet. Dazu kann in dem Fahrerassistenzsystem 10 eine dritte Recheneinrichtung 28 ausgebildet sein, siehe 5. Die weitere Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des weiteren Fahrzeugs GV ist eine Funktion der Zeit und des Raums. Die weitere Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung basiert weiterhin auf einem zweiten Fahrzeug-Bewegungsmodell in Verbindung mit der bestimmten weiteren aktuellen Position des weiteren Fahrzeugs GV und dem bestimmten dritten aktuellen Bewegungszustand des weiteren Fahrzeugs GV. Das zweite Fahrzeug-Bewegungsmodell kann dem ersten Fahrzeug-Bewegungsmodell gleich sein oder sich von diesem unterscheiden.
Beispielsweise kann ein zweites Merkmal des weiteren Fahrzeugs GV erfasst werden und ein geeignetes zweites Fahrzeug-Bewegungsmodell basierend auf dem erfassten zweiten Merkmal kann gebildet oder aus einer Datenbank ausgewählt werden. Beispielsweise kann, falls es sich bei dem weiteren Fahrzeug GV um einen Lastwagen handelt, ein für Lastwagen spezifisches Fahrzeug-Bewegungsmodell verwendet werden. Als zweite Merkmale des weiteren Fahrzeugs GV kommen weiterhin beispielsweise eine Größe, ein Gewicht, ein vermutlicher Verkaufswert, eine Höhe, ein amtliches Kennzeichen und/oder ein von dem weiteren Fahrzeug GV ausgesendeter Identifikationscode in Betracht. Das Fahrerassistenzsystem 10 kann dazu eine zweite Merkmals-Bestimmungseinrichtung aufweisen.
Das Berechnen S05 der Trajektorie T basiert weiterhin auf der berechneten weiteren Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des weiteren Fahrzeugs GV.
In einem Verfahrensschritt S09 wird das Fahrerassistenzsystem 10 des Fahrzeugs F basierend auf der berechneten Trajektorie T betrieben. Dazu kann in dem Fahrerassistenzsystem 10 eine Steuereinrichtung 22 ausgebildet sein, siehe 5. Gemäß der beschriebenen Ausführungsform umfasst das Betreiben S09 des Fahrerassistenzsystems 10, dass das Fahrzeug F mittels des Fahrerassistenzsystems 10 entlang der berechneten Trajektorie T gelenkt wird. Dazu kann in dem Fahrerassistenzsystem 10 eine Lenkungseinrichtung 30 ausgebildet sein, siehe 5.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Verkehrsszene zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Gemäß 2 bewegt sich das Fahrzeug F derzeit in Vorwärtsrichtung V. Der Fußgänger FG befindet sich zum Zeitpunkt T₀ an dem Ort mit den Koordinaten y₀ in y-Richtung und x₀ in x-Richtung. Dabei ist die y-Richtung in Richtung der Vorwärtsrichtung V des Fahrzeugs F angeordnet und die x-Richtung steht senkrecht auf der y-Richtung und ist parallel zu einer Ebene, in welcher die Fahrbahn des Fahrzeugs F verläuft.
In 2 sind weiterhin schematisch die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung P_FG(t₁) des Fußgängers FG zum Zeitpunkt t₁ sowie die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung P_FG(t₂) zum Zeitpunkt t₂ dargestellt, wie sie in dem Verfahrensschritt S04 berechnet wurden. Da bei einer gegenwärtigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs F, welche Teil des zweiten aktuellen Bewegungszustands des Fahrzeugs F ist, bei fortgesetzter Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs F die unveränderte Trajektorie T’ sich zum Zeitpunkt t₂ in einem großen Bereich mit der berechneten Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung P_FG(t₂) des Fußgängers FG zum Zeitpunkt t₂ überschneidet, wird die Trajektorie T berechnet, wie in 2 dargestellt. Dabei verringert sich eine Überschneidung zwischen der Trajektorie T und der berechneten Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung P_FG(t₂) des Fußgängers FG zum Zeitpunkt t₂. Bei der Berechnung der Trajektorie T kann eine maximal erlaubte Kollisionswahrscheinlichkeit vorgegeben werden, wobei eine Kollisionswahrscheinlichkeit für das Fahrzeug F auf der Trajektorie T unterhalb oder gleich dieser maximalen Kollisionswahrscheinlichkeit sein muss.
3 zeigt einen beispielhaften Graphen mit mehreren Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilungen zu einem bestimmten Zeitpunkt t’ als Funktion der x-Koordinate.
In 3 dargestellt sind die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung P_FG(t’) des Fußgängers FG mit der Breite B_FG um einen Mittelwert _FG(t‘), die weitere Aufenthalts-Wahrscheinlichkeit P_GV(t’) des weiteren Fahrzeugs GV mit der Breite B_GV um einen Mittelwert _GV(t‘), und eine berechnete dritte Aufenthalts-Wahrscheinlichkeit P_F(t’) des Fahrzeugs F mit der Breite B_F um den Mittelwert _F(t‘). Die berechnete dritte Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung P_F(t’) des Fahrzeugs F kann eine inhärente Unsicherheit beispielsweise über eine Straßenqualität bei Glätte, einen Widerstand beim Fahren des Fahrzeugs F durch Wasser auf der Fahrbahn oder ähnliches beinhalten. Durch den Überlapp von Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilungen ergeben sich Kollisionswahrscheinlichkeiten zum Zeitpunkt t’. Im gezeigten Beispiel ist die Kollisionswahrscheinlichkeit P_Koll,FG des Fahrzeugs F mit dem Fußgänger FG größer als die Kollisionswahrscheinlichkeit P_Koll,GV des Fahrzeugs F mit dem weiteren Fahrzeug GV.
Die Trajektorie T des Fahrzeugs F kann so berechnet werden, dass eine Gesamt-Kollisionswahrscheinlichkeit als Summe der beiden anderen einzelnen Kollisionswahrscheinlichkeiten minimiert wird. Alternativ kann das Berechnen der Trajektorie T auch auf einer gewichteten Summe von Kollisionswahrscheinlichkeiten basieren, wobei etwa Kollisionswahrscheinlichkeiten P_Koll,FG mit Fußgängern FG stärker in die Gewichtung eingehen können als Kollisionswahrscheinlichkeiten P_Koll,GV mit weiteren Fahrzeugen GV. Die Gewichtung kann auch umgekehrt ungleich sein. Zusätzlich oder alternativ können auch einzelne Schwellen thresh1, thresh2 vorgegeben werden, welche eingehalten werden müssen und welche jeweils nur eine einzelne Kollisionswahrscheinlichkeit betreffen. Für ein Beispiel eines Fußgängers FG zur Rechten des Fahrzeugs F und eines zu erwartenden weiteren Fahrzeugs zur Linken des Fahrzeugs F können etwa für eine x-Koordinate x_tr der Trajektorie T die Bedingungen vorgegeben sein: P_Koll,FG(x < x_tr) < thresh1 und/oder P_Koll,GV(x > x_tr) > thresh2.
Eine Breite des Fahrzeugs F kann dabei, etwa jeweils zur Hälfte, dem Fußgänger FG und dem weiteren Fahrzeug GV zugewiesen werden, während das Fahrzeug F selbst als punktförmig betrachtet wird. Die Schwelle thresh1 kann vorteilhafterweise den Wert von 0,1 annehmen, die Schwelle thresh2 kann vorteilhafterweise den Wert 0,05 annehmen. Die minimale Kollisionswahrscheinlichkeit ist dann die kleinste Gesamt-Kollisionswahrscheinlichkeit, welche die Vorgaben an die einzelnen Schwellen thresh1, thresh2 erfüllt.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Verkehrsszene in Grid-Darstellung. Bei der Grid-Darstellung wird die Umgebung des Fahrzeugs F in eine Vielzahl von Zellen mit Indizes i und j unterteilt. Die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeit P_FG,ij des Fußgängers FG, die weitere Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des weiteren Fahrzeugs GV und die dritte Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fahrzeugs F sind in der Grid-Darstellung jeweils zeitabhängige Aufenthalts-Wahrscheinlichkeiten als Funktion der Zellen. Zusätzlich oder alternativ zu den Kriterien bezüglich der Kollisionswahrscheinlichkeiten kann vorgesehen sein, dass die Trajektorie T an einem Zeitpunkt t’’ nur durch solche Zellen führbar sein kann, in welchen die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers FG und/oder die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des weiteren Fahrzeugs GV zum Zeitpunkt t’’ kleiner oder gleich einem Schwellenwert ist. Der Schwellenwert kann für den Fußgänger FG und das weitere Fahrzeug GV gleich sein, kann aber auch unterschiedlich gewählt werden.
5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Fahrerassistenzsystems 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in Bezug auf die vorhergehenden 1 bis 4 bereits beschrieben.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004008894 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems (10) für ein Fahrzeug (F) mit den Schritten: Bestimmen (S01) einer aktuellen Position eines Fußgängers (FG) in einer Umgebung des Fahrzeugs (F); Bestimmen (S02) eines ersten aktuellen Bewegungszustands des Fußgängers (FG); Bestimmen (S03) eines zweiten aktuellen Bewegungszustands des Fahrzeugs (F); Berechnen (S04) einer Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers (FG), wobei die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung eine Funktion der Zeit und des Raums ist und auf einem Fußgänger-Bewegungsmodell in Verbindung mit der bestimmten aktuellen Position des Fußgängers (FG) und dem bestimmten aktuellen Bewegungszustand des Fußgängers (FG) basiert; Berechnen (S05) einer Trajektorie (T), basierend auf der berechneten Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers (FG) und dem zweiten aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugs (F), mit einer minimalen Kollisionswahrscheinlichkeit für das Fahrzeug (F); und Betreiben (S09) des Fahrerassistenzsystems (10) des Fahrzeugs (F) basierend auf der berechneten Trajektorie (T).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betreiben (S09) des Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs (F) derart erfolgt, dass das Fahrzeug (F) mittels des Fahrerassistenzsystems (10) entlang der berechneten Trajektorie (T) gelenkt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 oder 2, wobei der erste aktuelle Bewegungszustand des Fußgängers (FG) Informationen über eine Ausrichtung, eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, ein Stehen, ein Gehen und/oder ein Laufen des Fußgängers (FG) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei weiterhin ein erstes individuelles Merkmal des Fußgängers (FG) erfasst wird und wobei das Berechnen (S04) einer Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers (FG), das Berechnen (S05) der Trajektorie (T) und/oder das Betreiben (S09) des Fahrerassistenzsystems (10) des Fahrzeugs (F) weiterhin basierend auf dem erfassten ersten individuellen Merkmal des Fußgängers (FG) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4 mit den weiteren Schritten: Bestimmen (S06) einer weiteren aktuellen Position eines weiteren Fahrzeugs (GV); Bestimmen (S07) eines dritten aktuellen Bewegungszustands des weiteren Fahrzeugs (GV); und Berechnen (S08) einer weiteren Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des weiteren Fahrzeugs (GV), wobei die weitere Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung eine Funktion der Zeit und des Raums ist und auf einem Fahrzeug-Bewegungsmodell in Verbindung mit der bestimmten weiteren aktuellen Position des weiteren Fahrzeugs (GV) und dem bestimmten dritten aktuellen Bewegungszustand des weiteren Fahrzeugs (GV) basiert; wobei das Berechnen (S05) der Trajektorie (T) weiterhin auf der berechneten weiteren Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des weiteren Fahrzeugs (GV) basiert.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei weiterhin ein zweites Merkmal des weiteren Fahrzeugs (GV) erfasst wird und das Berechnen (S08) der weiteren Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des weiteren Fahrzeugs (GV), das Berechnen (S05) der Trajektorie und/oder das Betreiben (S09) des Fahrerassistenzsystems (10) des Fahrzeugs (F) weiterhin basierend auf dem erfassten zweiten Merkmal des weiteren Fahrzeugs (GV) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei das Berechnen (S09) der Trajektorie (T) mittels einer Potentialfeldmethode erfolgt, wonach ein Zielpunkt des Fahrzeugs (F) eine anziehende Kraft ausübt und die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers (FG) eine abstoßende Kraft ausübt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei die Umgebung des Fahrzeugs (F) in einer Grid-Darstellung modelliert wird, wobei die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers (FG) eine zeitabhängige Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Fußgängers (FG) in jeder einer Vielzahl von Zellen der Grid-Darstellung angibt; und wobei die Trajektorie (T) zu einem bestimmten Zeitpunkt durch solche Zellen führbar ist, in welchen die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeit des Fußgängers (FG) an dem bestimmten Zeitpunkt kleiner oder gleich einem vorbestimmbaren Schwellenwert ist.
Fahrerassistenzsystem (10) für ein Fahrzeug (F) mit: einer Fußgänger-Detektionseinrichtung (12) zum Bestimmen (S01) einer aktuellen Position eines Fußgängers (FG) in einer Umgebung des Fahrzeugs (F); einer ersten Bewegungszustand-Bestimmungseinrichtung (14) zum Bestimmen (S02) eines ersten aktuellen Bewegungszustands des Fußgängers (FG); einer zweiten Bewegungszustand-Bestimmungseinrichtung (16) zum Bestimmen (S03) eines zweiten aktuellen Bewegungszustands des Fahrzeugs (F); einer ersten Recheneinrichtung (18) zum Berechnen (S04) einer Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers (FG), wobei die Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung eine Funktion der Zeit und des Raums ist und auf einem Fußgänger-Bewegungsmodell in Verbindung mit der bestimmten aktuellen Position des Fußgängers (FG) und dem bestimmten aktuellen Bewegungszustand des Fußgängers (FG) basiert; einer zweiten Recheneinrichtung (20) zum Berechnen (S05) einer Trajektorie (T), basierend auf der berechneten Aufenthalts-Wahrscheinlichkeitsverteilung des Fußgängers (FG) und dem zweiten aktuellen Bewegungszustand des Fahrzeugs (F), mit einer minimalen Kollisionswahrscheinlichkeit für das Fahrzeug (F); und einer Steuereinrichtung (22) zum Betreiben (S09) des Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs (F) basierend auf der berechneten Trajektorie (T).
Fahrerassistenzsystem (10) nach Anspruch 7 mit: einer Lenkungseinrichtung (30) zum Lenken des Fahrzeugs (F) entlang der berechneten Trajektorie (T).